Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması
Yıl: 2008 Cilt: 42 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 29 - 39 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022
Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması
Öz: Stafilokoklar, biyomalzeme kaynaklı nozokomiyal enfeksiyonların en önemli etkenlerindendir. Bu çalışmada, Göğüs Hastalıkları Yoğun Bakım Ünitesi (YBÜ)'nde yatan 48 hastada kullanılan polimerik biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli 11 Staphylococcus aureus suşunda virülans genlerinin varlığının saptanması ve bunların bazılarının fenotipik ifadelerinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmamızda polimeraz zincir reaksiyonu (PCR) ile özgül primerler kullanılarak, bağlanma ve biyofilm oluşumundan sorumlu genler (icaA, icaC, bap), metisilin direnç geni (mecA), enterotoksin A-E üretiminden sorumlu genler (sea, seb, sec, sed, see), toksik şok sendromu toksini geni [tst), eksfoliatif toksin A ve B genleri (eta ve etb), alfa ve beta-hemolizin genleri (hla ve hlb), stafilokokal ekzotoksin benzeri protein-1 geni (sef1), proteaz genleri (sspA, sspB, aur, serine proteaz geni), lipaz geni (geh) ve regülatör genler (sarA ve agrCA) araştırılmıştır. Ayrıca suşların fenotipik olarak biyofilm oluşturma, antibiyotik duyarlılık, proteaz ve lipaz üretimi gibi özellikleri de değerlendirilmiştir. Biyofilm testlerinde, biyofilm yapan ve "slime" üreten suşlara rastlanmamış, ancak tüm suşların biyofilm yapımında rol oynayan icaA genine sahip olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte biyofilm yapımında rol oynayan icaC ve bap genleri tespit edilememiştir. Tüm suşlarda mecA geninin varlığı saptanmış ve suşların hepsinin oksasilin, penisilin G ve gentamisine; 10'unun eritromisine ve dokuzunun da ofloksasine dirençli olduğu bulunmuştur. İzolatların tümü vankomisin, teikoplanin ve ko-trimoksazole duyarlı olarak saptanmıştır. Ekzotoksin ve regülatör genlerinin taranması sonucunda, suşların sea, seti, hla, hlb ve sarA genlerini taşıdığı belirlenmiştir. PCR ile tüm suşların, çalışılan bütün proteaz genlerine (sspA, sspB, aur ve serin proteaz geni) sahip olduğu görülmüş, ancak sütlü (skim milk ve milk agar) ve kazein ağarlarda yapılan proteaz üretimi testlerinde negatif sonuç alınmıştır. Lipaz üretiminin belirlenmesi için Tween 20, Tween 80 ve tributyrin içeren besiyerleri kullanılmış ve tüm suşlarda geç dönemde (inkübasyonun üçüncü günü) pozitif sonuç alınmasına karşın, izolatların hiçbirisinde lipaz üretiminden sorumlu geh geni bulunmamıştır. Sonuç olarak, biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen S.aureus suşlarında, araştırılan virülans genlerinden bazılarının varlığı saptanmış, ancak bunların tam olarak fenotipe yansımadığı izlenmiştir. İzolat sayısının azlığına ve tüm genlerin ekspresyonlarının fenotipik olarak çalışılamamış olmasına rağmen, bu genlerin varlığının yoğun bakım hastalan için potansiyel bir risk teşkil edebileceği düşünülmüştür.
Anahtar Kelime: Konular:
Investigation of the virulence genes in methicilling-resistant Staphylococcus aureus strains isolated from biomaterial surfaces
Öz: Staphylococci are the most important agents of nosocomial infections originating from biomaterials. The aim of this study was to investigate the presence of virulence genes and their phenotypic expressions in 11 methicillin-resistant Staphylococcus aureus strains isolated from the surfaces of clinically used biomaterials of 48 thorasic intensive-care unit patients. By the use of specific primers, the presence of genes encoding the attachment and biofilm production {icaA, icaC, bap), methicillin resistance (mecA), enterotoxins A-E (sea, seb, sec, sed, see), toxic shock syndrome toxin (tst), exfoliative toxins A and B (eta and etb), alpha- and beta-hemolysins (hla and hlb), staphylococcal exotoxin-like protein-1 (seti), proteases (sspA, sspB, aur, serine proteaz gene), lipase (geh) and the regulatory genes (sarA and agrCA) were investigated by polymerase chain reaction (PCR). The phenotypic properties of the isolates such as biofilm formation, antibiotic susceptibility, extracellular protease and lipase production were also evaluated. None of the isolates were found to be biofilm and/or slime producers, however, all strains were found to have icaA gene which is responsible for biofilm formation. Nevertheless the presence of icaC and bap genes that are also responsible for biofilm formation were not detected. All the strains have had mecA gene and were resistant to oxacillin, penicjlin G and gentamicin, while 10 were also resistant to erythromycin and nine were also resistant to ofloxacin. The isolates were susceptible to vancomycin, teicoplanin and co-trimoxazole. Screening of toxin and regulatory genes revealed that all the strains harboured sea, seti, hla, hlb and sarA genes. The phenotypic tests for the determination of extracellular protease production revealed that all the strains formed very weak zones on skim milk and milk agar plates, and yielded negative results on casein agar plates. Furthermore, all strains were found to harbour sspA, sspB, aur and serine protease genes. Tween 20, Tween 80 and tributyrin containing media were used to detect lipase production and all strains gave late-positive results (on the third day of incubation), although they all lacked for lipase gene (geh). As a result, S.aureus strains isolated from biomaterial surfaces yielded positivity for some of the tested virulence genes, of which some of them have not been expressed phenotypically. Although there were some limitations in the study, it could be concluded that the presence of these virulence genes in S.aureus strains might be considered as potential threats especially in intensive care unit patients.
Anahtar Kelime: Konular:
Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Bibliyografik
- 1. Projan S, Novick R. The molecular basis of virulence, pp: 55-81. In: Crossley KB, Archer GL (eds), The Staphylococci in Human Disease. 1997, Churchill Livingstone, New York.
- 2. Götz F. Staphylococcus and biofilms. Mol Microbiol 2002; 43:1367-78.
- 3. Cucarella C, Solano C, Valle J, Amorena B, Lasa I, Penades JR. Bap, a Staphylococcus aureus surface protein involved in biofilm formation. J Bacteriol 2001; 183:2888-96.
- 4. Centers for Disease Control and Prevention. Laboratory Detection of Oxacillin/Methicillin-resistant Staphylococcus aureus., Feb 2, 2005. http://www.cdc.gov/ncidod/dhqp/ar_lab_mrsa.html
- 5. Sutherland J. Varnam A. Enterotoksin producing Staphylococcus, Shigella, Yersinia, Vibrio, Aeromonas and Plesiomonas. pp: 384-415. In: Blackburn CW, McClure PJ (eds), Foodborne Pathogens. 2002, CRC Press, Washington DC.
- 6. Lee PK, Vercellotti GM, Deringer JR, Schlievert PM. Effects of staphylococcal toxic shock syndrome toxin-1 on aortic endothelial cells. J Infect Dis 1991; 164:711-9.
- 7. Menzies BE, Kourteva I. Staphylococcus aureus alphatoxin induces apoptosis in endothelial cells. FEMS Immunol Med Microbiol 2000; 29:39-45.
- 8. Brooks GF, Butel JS, Morse SA (eds). The staphylococci, pp: 223-230. In: Jawetz, Melnick & Adelberg's Medical Microbiology. 2004, 23rd ed. McGraw-Hill Co. International Edition, USA.
- 9. Williams RJ, Ward JM, Henderson B, et al. Identification of a novel gene cluster encoding staphylococcal exotoxin-like proteins: characterization of the prototypic gene and its protein product, SET1. Infect Immun 2000; 68: 4407-15.
- 10. Dubin G. Extracellular proteases of Staphylococcus spp. Biol Chem 2002; 383:1075-86.
- 11. Chan PF, Foster SJ. Role of SarA in virulence determinant production and environmental signal transduction in Staphylococcus aureus. J Bacteriol 1998; 180: 6232-41.
- 12. Rollof J, Braconier, JH, Soderstrom C, Nilsson-Ehle P. Interference of Staphylococcus aureus lipase with human granulocyte function. Eur J Clin Microbiol Infect Dis 1988; 7: 505-10.
- 13. Rollof J, Hedstrom SA, Nilsson-Ehle P. Lipolytic activity of Staphylococcus aureus strains from disseminated and localized infections. Acta Pathol Microbiol Immunol Scand B 1987; 95:109-13.
- 14. Sudagidan M, Yenidunya AF, Gunes H. Identification of staphylococci by 16S internal transcribed spacer rRNA gene restriction fragment length polymorphism. J Med Microbiol 2005; 54: 823-6.
- 15. Christensen GD, Simpson WA, Bisno AL, Beachey EH. Adherence of slime-producing strains of Staphylococcus epidermldis to smooth surfaces. Infect Immun 1982; 37:318-26.
- 16. Arciola CR, Campoccia D, Gamberini S, Cervellati M, Donatı E, Montanaro L. Detection of slime production by means of an optimized Congo red agar plate test based on a colorimetric scale in Staphylococcus epidermidis clinical isolates genotyped for ica locus. Biomaterials 2002; 23:4233-9.
- 17. Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI). Performance Standards for Antimicrobial Susceptibility Testing. Document M100-S16. 2006, 16th International ed. Pennsylvania, USA.
- 18. Arciola CR, Collamati S, Donati E, Montanaro L. A rapid PCR method for the detection of slime-producing strains of Staphylococcus epidermidis and S.aureus in periprosthesis infections. Djag Mol Pathol 2001; 10:130-7.
- 19. Ziebuhr W, Krimmer V, Rachid S, Lössner I, Götz F, Hacker J. A novel mechanism of phase variation of virulence in Staphylococcus epidermidis: evidence for control of polysaccharide intercellular adhesion synthesis by altering insertion and excision of the insertion sequence element IS256. Mol Microbiol 1999; 32: 345-56.
- 20. Knobloch JK, Horstkotte MA, Rohde H, Mack D. Evaluation of different detection methods of biofilm formation in Staphylococcus aureus. Med Microbiol Immunol 2002; 191: 101-6.
- 21. Stewart PS, Costerton JW. Antibiotic resistance of bacteria in biofilms. Lancet 2001; 358: 135-8.
- 22. Lem P, Spiegelman J, Toye B, Ramotar K. Direct detection of mecA, nuc and 16S rRNA genes in BacT/Alert blood culture bottles. Diag Microbiol Infect Dis 2001; 41:165-8.
- 23. Dunman PM, Murphy E, Haney S, et al. Transcriptional profiling based identification o1 Staphylococcus aureus genes regulated by the agr and/or sarA loci. J Bacteriol 2001; 183: 7341-53.
- 24. Dufour P, Jarraud S, Vandenesch F, et al. High genetic variability of the agr locus in Staphylococcus species. J Bacteriol 2002; 184: 1180-6.
- 25. Hedström SA, Nilsson-Ehle P. Trioleoylglycerol lipolysis by Staphylococcus aureus strains from recurrent furunculosis, pyomyositis, impetigo and osteomyelitis. Acta Pathol Microbiol Immunol Scand [B] 1983; 91:169-73.
- 26. Smeltzer MS, Hart ME, landolo JJ. Quantitative spectrophotometric assay for staphylococcal lipase. Appl Environ Microbiol 1992; 58: 2815-9.
- 27. Longshaw CM, Farrell AM, Wright JD, Holland KT. Identification of a second lipase gene, gehD, in Staphylococcus epidermidis: comparison of sequence with those of other staphylococcal lipases. Microbiol 2000; 146: 1419-27.
- 28. Johnson WM, Tyler SD, Ewan EP, Ashton FE, Pollard DR, Rozee KR. Detection of genes for enterotoxins, exfoliative toxins and toxic shock syndrome toxin 1 in Staphylococcus aureus by the polymerase chain reaction. J Clin Microbiol 1991; 29: 426-30.
- 29. Booth MC, Pence LM, Mahasreshti P, Callegan MC, Gilmore MS. Clonal associations among Staphylococcus aureus isolates from various sites of infection. Infect Immun 2001; 69: 345-52.
- 30. Salasia SI, Khusnan Z, Lammler C, Zschock M. Comparative studies on pheno- and genotypic properties of Staphylococcus aureus isolated from bovine subclinical mastitis in central Java in Indonesia and Hesse in Germany. J Vet Sci 2004; 5:103-9.
- 31. Karlsson A, Arvidson S. Variation in extracellular protease production among clinical isolates of Staphylococcus aureus due to different levels of expression of the protease repressor sarA. Infect Immun 2002; 70: 4239-46.
- 32. Smeltzer MS, Hart ME, landolo JJ. Phenotypic characterization of xpr, a global regulator of extracellular virulence factors in Staphylococcus aureus. Infect Immun 1993; 61: 919-25.
- 33. Sai'd-Salim B, Dunman PM, McAleese FM, et al. Global regulation of Staphylococcus aureus genes by Rot. J Bacteriol 2003; 185: 610-9.
| APA | SUDAĞIDAN M, ÇAVUSOGLU C, Bacakoğlu F (2008). Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. , 29 - 39. |
| Chicago | SUDAĞIDAN Mert,ÇAVUSOGLU CENGIZ,Bacakoğlu Feza Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. (2008): 29 - 39. |
| MLA | SUDAĞIDAN Mert,ÇAVUSOGLU CENGIZ,Bacakoğlu Feza Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. , 2008, ss.29 - 39. |
| AMA | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. . 2008; 29 - 39. |
| Vancouver | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. . 2008; 29 - 39. |
| IEEE | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F "Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması." , ss.29 - 39, 2008. |
| ISNAD | SUDAĞIDAN, Mert vd. "Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması". (2008), 29-39. |
| APA | SUDAĞIDAN M, ÇAVUSOGLU C, Bacakoğlu F (2008). Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, 42(1), 29 - 39. |
| Chicago | SUDAĞIDAN Mert,ÇAVUSOGLU CENGIZ,Bacakoğlu Feza Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni 42, no.1 (2008): 29 - 39. |
| MLA | SUDAĞIDAN Mert,ÇAVUSOGLU CENGIZ,Bacakoğlu Feza Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni, vol.42, no.1, 2008, ss.29 - 39. |
| AMA | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2008; 42(1): 29 - 39. |
| Vancouver | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması. Mikrobiyoloji Bülteni. 2008; 42(1): 29 - 39. |
| IEEE | SUDAĞIDAN M,ÇAVUSOGLU C,Bacakoğlu F "Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması." Mikrobiyoloji Bülteni, 42, ss.29 - 39, 2008. |
| ISNAD | SUDAĞIDAN, Mert vd. "Biyomalzeme yüzeylerinden izole edilen metisiline dirençli Staphylococcus aureus suşlarında virülans genlerinin araştırılması". Mikrobiyoloji Bülteni 42/1 (2008), 29-39. |
